JP6038768B2 - アクチュエータ - Google Patents

Description

この発明は、例えば、車両に搭載されるアクセルペダル装置に適用されるアクチュエータに関するものである。

従来から、車両のアクセルペダル（ペダルアーム）の踏力に抗するようにアクセルペダルに反力を付与することによって、アクセルペダルの踏み込み量を制御し、走行時の危険回避や危険告知を行うアクセルペダル装置が知られている。
アクセルペダル装置の中には、アクセルペダルと、アクセルペダルを回動可能に支持する樹脂製のハウジングと、所定条件下でアクセルペダルを休止位置に向けて押し戻すように制御するアクティブ制御機構とを備えたものがある。アクティブ制御機構は、駆動源、戻しレバー、制御回路基板等で構成されており、ハウジングの内側に固定されている。これにより、アクセルペダル装置全体の小型化を図っている（例えば、特許文献１参照）。

特開２０１３−６５４４号公報

ところで、アクセルペダル装置が配置される箇所は、外気温の影響やエンジン等の温度の影響を受けて周囲温度の変化が大きい。このような状況下においては、ハウジングは、熱による膨張、収縮を繰り返す。とりわけ、樹脂製のハウジングは、線膨張係数が大きいので、熱による膨張、収縮の差が大きくなる。また、ハウジングにはアクセルペダルが回動可能に支持されているので、アクセルペダルにかかる踏力によってハウジングが撓むおそれがある。このように、熱や外力によってハウジングが変形すると、ハウジングに固定されている制御回路基板に応力がかかり、制御回路基板に不具合が生じるおそれがあるという課題がある。

そこで、この発明は、上述した事情に鑑みてなされたものであって、小型化しつつ、熱や外力の影響を受けにくいアクチュエータを提供するものである。

上記の課題を解決するために、本発明に係るアクチュエータは、モータと、前記モータの回転軸の回転数を減速させて出力する減速機構と、前記モータおよび前記減速機構が取り付けられるベース部材と、前記モータの駆動制御を行うモータ制御基板と、前記モータ制御基板での発熱を放熱するためのヒートシンクと、前記ベース部材に取り付けられ、少なくとも前記ヒートシンクおよび前記モータ制御基板を覆う基板カバーと、を備え、前記ベース部材に前記ヒートシンクを取り付け、前記ヒートシンクに前記モータ制御基板を取り付け、前記ヒートシンクにガイド部を形成する一方、前記基板カバーに、前記ガイド部に係合する被ガイド部を形成し、前記ガイド部と前記被ガイド部とが係合することによって、前記基板カバーが、前記ベース部材の基板カバー取付位置に案内されることを特徴とする。

このように、モータ制御基板は、ヒートシンクを介してベース部材に取り付けられるので、例えば、ベース部材が、熱膨張または熱収縮することによって変形したり、外力によって変形したりした場合であっても、この変形による影響をモータ制御基板が受けてしまうことを抑制できる。また、ヒートシンクによって、モータ制御基板での発熱を効率よく放熱させることができる。このため、モータ、減速機構およびモータ制御基板を一体化して小型化を図りつつ、熱や外力の影響を受けにくいアクチュエータを提供できる。
さらに、基板カバーを設けることによって、モータ制御基板への被水や塵埃の浸入を防止できる。また、ヒートシンクにガイド部を形成する一方、基板カバーに被ガイド部を形成することにより、ベース部材の基板カバー取付位置に基板カバーを容易に配置できる。このため、組み立て作業性を向上できる。

本発明に係るアクチュエータにおいて、前記ヒートシンクは、前記ベース部材の厚さ方向に沿って立設され前記モータ制御基板が取り付けられるヒートシンクベース部と、前記ヒートシンクベース部における前記厚さ方向と直交する幅方向両側のうち、少なくとも一方から延出するフランジ部と、を備え、前記フランジ部を前記ガイド部として構成し、前記基板カバーは、前記フランジ部が挿入されるガイド溝を備え、前記ガイド溝を前記被ガイド部として構成したことを特徴とする。

このように構成することで、ガイド部および被ガイド部を簡素な構造とすることができ、アクチュエータの製造コストを低減できる。

本発明に係るアクチュエータは、前記ベース部材には、前記モータが取り付けられている箇所よりも重力方向下側に前記ヒートシンクおよび前記モータ制御基板が配置されていることを特徴とする。

ここで、モータから発せられた熱は上昇する。つまり、モータの取付位置よりもモータ制御基板の位置を重力方向下側に配置することにより、モータで発生した熱がモータ制御基板側に移動するのを防止できる。これにより、モータ制御基板のモータによる熱害を防止できる。

本発明に係るアクチュエータは、前記ベース部材に取り付けられ、前記減速機構を覆うギヤカバーを備え、前記減速機構は、複数のギヤと、前記複数のギヤを支持する複数のギヤ軸と、により構成され、前記ベース部材の前記モータが配置されている面とは反対側の面に配置され、前記複数のギヤ軸の一端は、前記ギヤカバーに回転自在に支持され、前記複数のギヤ軸の他端のうち、少なくとも１つの前記ギヤ軸の他端は、前記ギヤカバーおよび前記ベース部材の何れかに設けられた軸受プレートに支持され、残りの前記ギヤ軸の他端は、前記ベース部材に回転自在に支持されていることを特徴とする。

ここで、ベース部材に全てのギヤ軸の他端を回転自在に支持させると、ベース部材が大きい分、各ギヤ軸の軸間寸法を高精度に設定することが難しい。また、ベース部材の製作精度を高めようとすると、ベース部材の製造コストが増大する。
しかしながら、ベース部材とは別に軸受プレートを設けることによって、ベース部材よりも小型な軸受プレートは製作精度を高めやすく、ギヤ軸の軸間寸法を高精度に設定することが可能になる。また、ベース部材も、軸受プレートに支持されているギヤ軸とは別の他のギヤ軸の軸間寸法だけ高精度に設定すればよいので、軸間寸法の精度を高め易く製造コストも低減できる。

本発明に係るアクチュエータは、前記軸受プレートは、前記ベース部材と当接した状態で取り付けられる軸受プレート本体と、前記軸受プレート本体の側面に設けられ、かつ前記ベース部材から離間した位置に設けられる補軸受プレートと、により構成されており、前記軸受プレート本体と、前記補軸受プレートとのそれぞれに、前記ギヤ軸の他端が回転自在に支持されており、前記ベース部材と前記補軸受プレートとの離間距離は、前記複数のギヤの少なくとも１つが、前記ベース部材と前記補軸受プレートとの間に介在可能な距離に設定されていることを特徴とする。

このように、ベース部材と補軸受プレートとの間にギヤを介在させることにより、このギヤを支持しているギヤ軸と、補軸受プレートに回転自在に支持されているギヤ軸との軸間距離を短く設定することができる。このため、アクチュエータを小型化できると共に、各ギヤ軸のレイアウト性を向上させることができる。

本発明によれば、モータ制御基板は、ヒートシンクを介してベース部材に取り付けられるので、例えば、ベース部材が、熱膨張または熱収縮することによって変形したり、外力によって変形したりした場合であっても、この変形による影響をモータ制御基板が受けてしまうことを抑制できる。また、ヒートシンクによって、モータ制御基板での発熱を効率よく放熱させることができる。このため、モータ、減速機構およびモータ制御基板を一体化して小型化を図りつつ、熱や外力の影響を受けにくいアクチュエータを提供できる。

本発明の実施形態におけるアクセルペダル装置の斜視図である。 本発明の実施形態における基板カバーを取り外した状態のアクチュエータの斜視図である。 本発明の実施形態におけるアクチュエータの縦断面図である。 本発明の実施形態における基板カバー内のモータおよび制御部の組付け状態をベース部側からみた平面図である。 本発明の実施形態における基板カバーを取り外した状態のアクチュエータの側面図である。 本発明の実施形態におけるヒートシンクを前方からみた斜視図である。 本発明の実施形態におけるヒートシンクを後方からみた斜視図である。 本発明の実施形態における基板カバーの斜視図である。 本発明の実施形態における軸受プレートの斜視図である。

次に、この発明の実施形態を図面に基づいて説明する。
図１は、アクセルペダル装置１００の斜視図である。なお、以下の説明において、前後上下等の向きは、特に記載がなければ不図示の車体の向きと同一とする。すなわち、以下の説明では、車両進行方向前方を単に前方と称し、車両進行方向後方を単に後方と称し、重力方向上側を単に上側と称し、重力方向下側を単に下側と称して説明する。

（アクセルペダル装置）
図１に示すように、アクセルペダル装置１００は、車体（不図示）の運転席の足元に配置されるものであって、アクセルペダル１０１と、アクセルペダル１０１の前方に配置され、アクセルペダル１０１の操作状況を監視するペダル監視装置１０２と、アクセルペダル１０１の前方に配置され、ペダル監視装置１０２の監視結果に基づいて、アクセルペダル１０１の踏力に抗するようにアクセルペダル１０１に反力を付与するアクチュエータ１と、を備えている。

ペダル監視装置１０２は、装置ＢＯＸ１０３と、装置ＢＯＸ１０３とアクセルペダル１０１とを連結するペダル側アーム１０４と、を備えている。
ペダル側アーム１０４の一端は、アクセルペダル１０１の踏面１０１ａの裏側に、回動自在に連結されている。一方、ペダル側アーム１０４の他端は、装置ＢＯＸ１０３に回動自在に連結されている。
装置ＢＯＸ１０３は、ペダル側アーム１０４の倒れ込み量に基づいてアクセルペダル１０１の踏みこみ量を算出し、この算出結果を信号として車体に搭載された不図示のＥＣＵ（Ｅｎｇｉｎｅ Ｃｏｎｔｒｏｌ Ｕｎｉｔ）に出力する。ＥＣＵは、装置ＢＯＸ１０３からの出力信号に基づいて、アクチュエータ１に制御信号を出力する。

（アクチュエータ）
図２は、アクチュエータ１の斜視図であって、基板カバー５を取り外した状態を示す。図３は、アクチュエータ１の縦断面図である。
図１〜図３に示すように、アクチュエータ１は、板状のベース部材２と、ベース部材２の一面２ａ側に取り付けられるモータ３および制御部４と、ベース部２の一面２ａ側に取り付けられ、モータ３および制御部４を覆う基板カバー５と、ベース部材２の他面２ｂ側に取り付けられる減速機構６と、ベース部材２の他面２ｂ側に取り付けられ、減速機構６を覆うギヤカバー７と、を備えている。

（モータ）
モータ３は、ベース部２の一面２ａのうち、制御部４よりも上側に配置されており、有底筒状のヨーク８を有している。ヨーク８の内部に、不図示のステータおよびロータ１１が収納されている。ヨーク８の開口部周縁には、ベース部２にヨーク８を固定するためのフランジ部９が設けられている。このフランジ部９をベース部２の一面２ａに当接させた状態で、ベース部２に、フランジ部９がボルト１０によって締結固定される。
また、ロータ１１の回転軸１２の一端（図３における左側端）には、減速機構６に噛合うピニオンギヤ１３が圧入固定されている。

（制御部）
図４は、基板カバー５内のモータ３および制御部４の組付け状態をベース部２側からみた平面図、図５は、基板カバー５を取り外した状態のアクチュエータ１の側面図である。
図２、図４、図５に示すように、制御部４は、ベース部２の一面２ａのうち、下側に配置されており、モータ３の駆動制御を行うモータ制御基板１４と、モータ制御基板１４が取り付けられ、このモータ制御基板１４での発熱を放熱するためのヒートシンク２０と、を有している。

モータ制御基板１４は、不図示のＥＣＵからの出力信号に基づいて、モータ３の駆動制御を行うものであって、いわゆるガラスエポキシ基板により構成されている。モータ制御基板１４は、その前面１４ａおよび後面１４ｂがベース部材２の厚さ方向に沿うように、かつ上下方向に沿うように配置されている。

モータ制御基板１４の前面１４ａには、複数の素子１５、コネクタ１６、および電源端子１７が実装されている。コネクタ１６には、複数のコネクタ端子１６ａが、モータ制御基板１４の面方向に沿って、かつベース部材２とは反対側に向かって突設されている。コネクタ１６には、不図示の外部電源（バッテリ）から延びるリード線やペダル監視装置１０２から延びるリード線（何れも不図示）が接続される。これにより、モータ制御基板１４に、外部電源の電力が供給されたり、ペダル監視装置１０２から出力された信号が入力されたりする。

電源端子１７には、リード線１８の一端が接続されている。リード線１８の他端は、モータ３に接続されており、これにより、外部電源から供給された電力がモータ制御基板１４を介してモータ３に供給される。
また、モータ制御基板１４には、上下方向の両端で、かつベース部材２寄りに、それぞれ位置決め用切欠き部１９が形成されている。この位置決め用切欠き部１９は、モータ制御基板１４と、ヒートシンク２０との位置決めに用いられる。

図６は、ヒートシンク２０を前方からみた斜視図、図７は、ヒートシンク２０を後方からみた斜視図である。
図２、図６、図７に示すように、ヒートシンク２０は、モータ制御基板１４の後面１４ｂ側に配置されている。ヒートシンク２０は、板状に形成されたヒートシンクベース部２１を有している。このヒートシンクベース部２１は、ベース部材２の厚さ方向に沿うように、かつ上下方向に沿うように配置されている。ヒートシンクベース部２１の上下方向両側辺には、それぞれフランジ部２６ａ，２６ｂが延出形成されている。
なお、以下の説明では、ヒートシンクベース部２１およびフランジ部２６ａ，２６ｂの前面を、総称してヒートシンク２０の前面２０ａといい、ヒートシンクベース部２１およびフランジ部２６ａ，２６ｂの後面を、総称してヒートシンク２０の後面２０ｂという。

ヒートシンク２０の前面２０ａには、上寄りに、面方向と直交する方向からみてベース部材２の幅方向に長くなるように長方形状に形成された凸条部２２が突出形成されている。この凸条部２２には、熱伝達シート２３（図４参照）を介してモータ制御基板１４の後面１４ｂが当接するようになっている。
また、ヒートシンク２０の前面２０ａには、外周部に略円柱状のボルト座２４が３か所にほぼ等間隔に突出形成されている。このボルト座２４には、雌ネジ部２４ａが刻設されている。そして、ボルト座２４上にモータ制御基板１４を載置し、モータ制御基板１４側からボルト２５をボルト座２４に螺入することにより、ヒートシンク２０にモータ制御基板１４が締結固定されるようになっている。

さらに、ヒートシンク２０の前面２０ａには、上下方向の両側辺（フランジ部２６ａ，２６ｂの側辺）で、かつベース部材２寄りに、それぞれ位置決め突起２７が突出形成されている。この位置決め突起２７は、フランジ部２６ａ，２６ｂから立ち上がる台座２７ａと、台座２７ａの先端から突出する突起本体２７ｂとが一体成形されたものである。

そして、台座２７ａにモータ制御基板１４の後面１４ｂが載置され、モータ制御基板１４の位置決め用切欠き部１９に突起本体２７ｂが嵌り込むようになっている。すなわち、これら位置決め用切欠き部１９および位置決め突起２７によってヒートシンク２０とモータ制御基板１４との相対位置が決定する。
また、フランジ部２６ａ，２６ｂには、位置決め突起２７よりもベース部材２側に、それぞれ切欠き部２８が形成されている。この切欠き部２８によって、ヒートシンク２０のベース部材２側端部が、後述するベース部材２の凹部８５に挿入される。

一方、ヒートシンク２０の後面２０ｂには、前面２０ａに形成されている凸条部２２に対応する位置に、凹部２９が形成されている。この凹部２９も、面方向と直交する方向からみてベース部材２の幅方向に長くなるように長方形状に形成されている。凹部２９の底面には、凹部２９の形状に対応するように壁部３０が立設されている。これら凹部２９、壁部３０により、凸条部２２に対応する位置の放熱面積が増大し、モータ制御基板１４の放熱性が向上する。
この他に、ヒートシンク２０の後面２０ｂには、ヒートシンクベース部２１とフランジ部２６ａ，２６ｂとの接続部に溝部３１が形成されている。

また、ヒートシンク２０のベース部材２側には、取付ベース３２が一体成形されている。この取付ベース３２は、ヒートシンク２０をベース部材２に取り付けるためのものであって、上下方向両側に、ボルト３３（図２参照）が挿通される貫通孔３４が形成されている。
さらに、取付ベース３２よりもベース部材２側に向かってヒートシンクベース部２１が延出形成されている。この延出された箇所における前面２０ａ側に、３つのボルト座２４のうちの１つが突出形成されている。

（基板カバー）
図８は、基板カバー５の斜視図である。
図２、図８に示すように、基板カバー５は、モータ３や制御部４への被水や塵埃の浸入を防止するためのものであって、一面が開口するように箱状に形成された基板カバー本体３５と、基板カバー本体３５の開口部３５ａの周縁に一体成形された外フランジ部３６とにより構成されている。

基板カバー本体３５は、モータ３を覆うモータカバー部３７と、モータカバー部３７の下側に一体成形された制御部カバー部３８とにより構成されている。
モータカバー部３７は、モータ３のヨーク８の形状に対応するように、略有底筒状に形成されている。そして、モータカバー部３７にヨーク８が内嵌されるようになっている。
制御部カバー部３８は、制御部４全体を周囲から覆うように、略四角箱状に形成されており、制御部カバー部３８とモータカバー部３７は、連通している。

また、基板カバー５の底部５ａには、モータ制御基板１４に実装されているコネクタ１６に対応する箇所に、コネクタカバー部３９が突出形成されている。コネクタカバー部３９は、コネクタ１６の形状に対応するように四角筒状に形成されている。そして、コネクタカバー部３９にコネクタ１６が嵌り込むようになっている。

さらに、基板カバー５の下側内側面５ｂには、ヒートシンク２０の下側のフランジ部２６ａに対応する位置に、ガイド溝４１が形成されている。また、基板カバー５の後側内側面５ｃには、ヒートシンク２０の上側のフランジ部２６ｂに対応する位置に、基板カバー５内に向かって突出する壁部４２が一体成形されている。この壁部４２の制御部カバー部３８側の側面（下側の側面）で、かつガイド溝４１と対向する位置に、ガイド溝４３が形成されている。これらガイド溝４１，４３には、各フランジ部２６ａ，２６ｂが挿入され、各フランジ部２６ａ，２６ｂと基板カバー５とが係合するようになっている。

基板カバー５の外フランジ部３６は、ベース部材２に当接するようになっており、これにより、ベース部材２と基板カバー５との間のシール性が確保される。
また、外フランジ部３６には、上端の幅方向略中央と、下端の角部と、上下方向の略中央で、かつ前側に、それぞれボルト座４４が一体成形されている。これらボルト座４４は、ベース部材２に基板カバー５をボルト４５（図１参照）によって締結固定するためのものであって、それぞれボルト４５を挿通可能な貫通孔４４ａが形成されている。

（減速機構）
図３に示すように、減速機構６は、モータ３の回転軸１２の回転速度を減速させると共に、トルクを増大させて出力するものであって、第１ギヤ部５１、第２ギヤ部５２および第３ギヤ部５３の３つのギヤ部５１，５２，５３を備えている。これギヤ部５１，５２，５３は、上から第１ギヤ部５１、第２ギヤ部５２、第３ギヤ部５３の順番で配置されている。

第１ギヤ部５１は、第１ギヤ軸５４を有している。第１ギヤ軸５４の軸方向略中央には、第１小径ギヤ５５が圧入固定されている。第１小径ギヤ５５のベース部材２側には、略筒状の第１スリーブ５５ａが一体成形されている。この第１スリーブ５５ａに、第１大径ギヤ５６が圧入固定されている。
第１大径ギヤ５６は、第１小径ギヤ５５よりも大径に形成されており、モータ３の回転軸１２に圧入固定されているピニオンギヤ１３に噛合されている。

第２ギヤ部５２は、第２ギヤ軸５７を有している。第２ギヤ軸５７の軸方向略中央には、第２小径ギヤ５８が圧入固定されている。第２小径ギヤ５８のベース部材２側には、略筒状の第２スリーブ５８ａが一体成形されている。この第２スリーブ５８ａに、第２大径ギヤ５９が圧入固定されている。
第２大径ギヤ５９は、第２小径ギヤ５８よりも大径に形成されており、第１小径ギヤ５５に噛合されている。また、第２大径ギヤ５９のベース部材２側の端面５９ａには、中央の大部分に後述の軸受プレート９０の補軸受プレート９２を受け入れ可能な凹部５９ｂが形成されている。

第３ギヤ部５３は、第３ギヤ軸６１を有している。第３ギヤ軸６１は、軸方向略中央が大径軸６１ａ、この大径軸６１ａの軸方向両端が段差により縮径形成された小径軸６１ｂ，６１ｃとなるように段付き軸に構成されている。大径軸６１ａには、ワンウェイクラッチ６２が外嵌固定されている。ワンウェイクラッチ６２の外周面には、トルクリミッタ６３を介して第３ギヤ６４が外嵌固定されている。第３ギヤ６４には、第２小径ギヤ５８が噛合されている。

また、大径軸６１ａの軸方向両端側には、それぞれリング状の押えプレート６５が設けられている。さらに、各小径軸６１ｂ，６１ｃにおける各押えプレート６５の軸方向外側に対応する箇所には、それぞれ止め輪６６が装着されている。これら押えプレート６５および止め輪６６によって、ワンウェイクラッチ６２、トルクリミッタ６３および第３ギヤ６４の軸方向への移動が規制されている。

また、２つの小径軸６１ｂ，６１ｃのうち、ベース部材２とは反対側の小径軸６１ｂには、先端にフランジ付スリーブ６７が外嵌されている。フランジ付スリーブ６７は、フランジ部６７ａを小径軸６１ｂの先端側に向けた形で取り付けられている。
小径軸６１ｂの先端には、フランジ付スリーブ６７を介して突出する雄ネジ部６８が一体成形されている。この雄ネジ部６８に、アクチュエータ側アーム７０がナット７１により締結固定されている。

図１、図２に示すように、アクチュエータ側アーム７０は、アクチュエータ１からアクセルペダル１０１の踏面１０１ａの裏側近傍に至るまで屈曲しながら延出するように形成されている。そして、アクチュエータ側アーム７０の先端には、アクセルペダル１０１の踏面１０１ａの裏側に向かって突出するピン７２が設けられている。

ここで、図１、図３に示すように、小径軸６１ｂに取り付けられているフランジ付スリーブ６７には、このフランジ付スリーブ６７の周囲を囲繞するようにトーションスプリング７３が設けられている。このトーションスプリング７３の一端７３ａは、ギヤカバー７に係合されている一方、他端７３ｂは、アクチュエータ側アーム７０に係合されている。そして、トーションスプリング７３により、アクチュエータ側アーム７０は、常時アクセルペダル１０１の踏面１０１ａの裏側に向かってピン７２が付勢された状態になっている。

図３、図５に示すように、減速機構６は、ギヤカバー７に覆われている。ギヤカバー７は、ベース部材２側に開口部７ａを有するように略箱状に形成されたものであって、ピニオンギヤ１３を覆うピニオンギヤカバー部７４と、第１ギヤ部５１を覆う第１ギヤカバー部７５と、第２ギヤ部５２を覆う第２ギヤカバー部７６と、第３ギヤ部５３を覆う第３ギヤカバー部７７とにより構成されている。
ギヤカバー７の開口部７ａの周縁には、外フランジ部７ｂが形成されており、この外フランジ部７ｂが、ボルト８０によってベース部材２に締結固定されている。

第１ギヤカバー部７５は、底部７５ａがピニオンギヤカバー部７４の底部７４ａよりもベース部材２とは反対側に向かって突出するように形成されている。第１ギヤカバー部７５の底部７５ａには、第１ギヤ軸５４の一端（図３における左側端）を回転自在に支持するためのカバー側第１軸受部７８が一体成形されている。

第２ギヤカバー部７６は、底部７６ａが第１ギヤカバー部７５の底部７５ａよりもベース部材２とは反対側に向かって突出するように形成されている。第２ギヤカバー部７６の底部７６ａには、第２ギヤ軸５７の一端を回転自在に支持するためのカバー側第２軸受部７９が一体成形されている。

ここで、第１ギヤ軸５４と第２ギヤ軸５７の軸長は、ほぼ同一に設定されている。このため、第２ギヤカバー部７６の底部７６ａが、第１ギヤカバー部７５の底部７５ａよりもベース部材２とは反対側に向かって突出するように形成されている分、第２ギヤ部５２の位置は、第１ギヤ部５１の位置よりもベース部材２とは反対側にオフセットされた位置になっている。

第３ギヤカバー部７７の底部７７ａには開口部７７ｂが形成されており、この開口部７７ｂを介して第３ギヤ軸６１の小径軸６１ｂの先端が突出されている。第３ギヤカバー部７７には、小径軸６１ｂの根元（小径軸６１ｂにおける大径軸６１ａ側の端部）に対応する位置に、玉軸受８１が設けられている。この玉軸受８１によって、第３ギヤ軸６１の一端側が回転自在に支持されている。

（ベース部材）
図３、図５に示すように、ベース部材２の一面２ａにおける上側には、モータ３を受け入れ可能な凹部８２が形成されている。この凹部８２にモータ３の一部が収納されるようにして、ベース部材２にモータ３がボルト８４によって締結固定されている。また、凹部８２の底部８２ａには、貫通孔８３が形成されている。この貫通孔８３を介して、回転軸１２に圧入固定されたピニオンギヤ１３が減速機構６側に突出されている。

さらに、ベース部材２の一面２ａ（図３における右側の面）における下側には、ヒートシンク２０のヒートシンクベース部２１を受け入れ可能な凹部８５が形成されている。ベース部材２の一面２ａには、凹部８５の周囲に、ヒートシンク２０の取付ベース３２をベース部材２に締結固定するための不図示の雌ネジ部が刻設されている。
取付ベース３２の貫通孔３４（図７参照）に挿通されたボルト３３（図２参照）は、ベース部材２の不図示の雌ネジ部に螺入される。これにより、ベース部材２にヒートシンク２０の取付ベース３２が締結固定される。そして、ベース部材２に取付ベース３２を締結固定した状態で、ベース部材２の凹部８５にヒートシンクベース部２１の端部が挿入される。

ベース部材２の他面２ｂ（図３における左側の面）には、第１ギヤ軸５４に対応する箇所に、この第１ギヤ軸５４の他端（図３における右側端）を回転自在に支持するためのベース側第１軸受部８６が形成されている。
ここで、第２ギヤ軸５７の他端、および第３ギヤ軸６１の他端（小径軸６１ｃの先端）は、ベース部材２に回転自在に支持されておらず、ベース部材２に取り付けられている軸受プレート９０にそれぞれ回転自在に支持されている。

図９は、軸受プレート９０の斜視図である。
図３、図９に示すように、軸受プレート９０は、第３ギヤ軸６１の他端を回転自在に支持する略円環状の軸受プレート本体９１と、軸受プレート本体９１の側部に一体成形され、第２ギヤ軸５７の他端を回転自在に支持する補軸受プレート９２とにより構成されている。

軸受プレート本体９１には、第３ギヤ軸６１の他端を回転自在に支持するための玉軸受９７が内嵌固定されている。また、軸受プレート本体９１の外周部には、第３ギヤ部５３側向かって突出する壁部９３が一体成形されている。壁部９３は、軸受プレート本体９１の外周部に沿うように、かつ補軸受プレート９２側に開口部９３ａが形成されるように軸方向からみて略Ｃ字状になるように形成されている。

さらに、軸受プレート本体９１には、補軸受プレート９２側（上側）に向かって突出するように凸部９４が一体成形されている。この凸部９４の第２ギヤ部５２側の端面に、補軸受プレート９２が一体成形されている。
補軸受プレート９２の径方向中央には、第２ギヤ軸５７の他端を回転自在に支持するための軸受孔９５が形成されている。

このように構成された軸受プレート９０は、ベース部材２の第３ギヤ軸６１に対応する箇所に軸受プレート本体９１が位置し、かつベース部材２の第２ギヤ軸５７に対応する箇所に補軸受プレート９２が位置するように配置されている。さらに、軸受プレート９０は、軸受プレート本体９１の壁部９３が第３ギヤ部５３側に向くように、ベース部材２上に載置される。ベース部材２には、軸受プレート９０の位置決めを行うための不図示のガイドが形成されている。

ここで、ベース部材２に軸受プレート９０を載置した状態において、ベース部材２の他面２ｂと補軸受プレート９２との間の離間距離Ｌ１は、第１ギヤ部５１の第１大径ギヤ５６が、ベース部材２の他面２ｂと補軸受プレート９２との間に介在可能な距離に設定されている。そして、ベース部材２の他面２ｂと補軸受プレート９２との間に、第１大径ギヤ５６の一部が介在した状態になっている。
また、第２大径ギヤ５９に形成されている凹部５９ｂに、補軸受プレート９２が収納された状態になっている。さらに、軸受プレート本体９１の壁部９３に開口部９３ａが形成されているので、壁部９３と第２大径ギヤ５９とが干渉しないようになっている。

（アクセルペダル装置の動作）
次に、図１、図３に基づいて、アクセルペダル装置１００の動作について説明する。
図１、図３に示すように、運転者がアクセルペダル１０１の踏面１０１ａを踏み込むと、アクセルペダル１０１は、基部１０１ｂを中心に旋回する。そして、アクセルペダル１０１の先端が下方に向かって移動する。これに伴って、アクセルペダル１０１との相対角度を変化させながら、ペダル側アーム１０４の一端が下方に向かって旋回移動する。装置ＢＯＸ１０３では、ペダル側アーム１０４の旋回移動量に基づいて、アクセル開度が算出される。算出されたアクセル開度は、信号として車体に設けられた不図示のＥＣＵに出力される。

ＥＣＵは、受信されたアクセル開度の信号に基づいて、エンジン等の走行動力源の駆動制御を行う。なお、ＥＣＵには、走行状況に応じた走行速度閾値が記憶されている。ＥＣＵは、走行状況と、各走行状況に応じた走行速度閾値と比較し、この比較結果に基づいてアクセルペダル装置１００のアクチュエータ１の駆動制御を行う。

ここで、走行状況とは、例えば、以下のような状況がある。以下のような状況の場合において、実際の走行速度が対応する走行状況に応じた走行速度閾値よりも速い場合、アクチュエータ１によって、アクセルペダルに、踏力に抗する反力が付与される。
（１）車両がカーブを走行している場合
（２）車両の前方の所定距離内に物体（他の車両や人など）の存在が認められる場合
なお、走行状況は、上述の２通りに限られるものではなく、さまざまな走行状況を挙げることができるが、ここでは走行状況の一例として２通りだけ挙げた。

アクチュエータ１は、アクセルペダルに踏力に抗する反力を付与しない通常状態では、モータ３が停止している。そして、アクチュエータ１のアクチュエータ側アーム７０に設けられているピン７２（図２参照）は、トーションスプリング７３によって常時アクセルペダル１０１における踏面１０１ａの裏側に接触した状態になっている。
この状態で、運転者がアクセルペダル１０１の踏面１０１ａを踏み込み、アクセルペダル１０１の先端が下方に向かって移動すると、これに伴ってアクチュエータ側アーム７０の先端も、トーションスプリング７３のバネ力に抗して下方に向かって旋回移動する。

ここで、アクチュエータ側アーム７０が取り付けられている第３ギヤ軸６１と、第２小径ギヤ５８に噛合されている第３ギヤ６４との間には、ワンウェイクラッチ６２が設けられている。ワンウェイクラッチ６２は、アクチュエータ側アーム７０の先端が上方に向かって旋回移動するに伴って第３ギヤ軸６１が回転した場合、この第３ギヤ軸６１が第３ギヤ６４に対して空転するように構成されている。

また、ワンウェイクラッチ６２を設けることによって、アクセルペダル１０１の踏面１０１ａを踏み込んだ状態からアクセルペダル１０１を戻した際に減速機構６の負荷を受けることが無いので、アクチュエータ側アーム７０をアクセルペダル１０１側に向かって押え付けるためのトーションスプリング７３のバネ力をできる限り弱く設定することができる。このため、さらにアクセルペダル１０１を踏み戻す際の負荷を小さくできる。

アクチュエータ１によって、アクセルペダル１０１に、踏力に抗する反力を付与する場合、モータ３が駆動する。モータ３が駆動することにより、ピニオンギヤ１３、第１ギヤ部５１、第２ギヤ部５２、第３ギヤ部５３を介してアクチュエータ側アーム７０に動力が伝達され、アクチュエータ側アーム７０の先端が上方に向かって旋回移動する。これにより、アクセルペダルに、踏力に抗する反力が付与される。この結果が、運転者への適切なアクセル開度を知らせるための警告（走行時の危険回避や危険告知）になったり、実際に走行速度が減速されて燃費の向上等が図られたりする。

ここで、アクチュエータ１の第３ギヤ部５３において、ワンウェイクラッチ６２と第３ギヤ６４との間には、トルクリミッタ６３が設けられている。このため、アクチュエータ１が故障してモータ３がロックしたとしても、アクセルペダル１０１に所定以上の反力が付与されると、トルクリミッタ６３が作用し、アクセルペダル１０１を踏み込むことができる。

（制御部および基板カバーの組付け作業）
次に、制御部４および基板カバー５の組付け作業について説明する。
制御部４は、ヒートシンク２０にモータ制御基板１４を組み付け、この後、ベース部材２にヒートシンク２０を組み付けることにより、組付けを完了させる。このように、モータ制御基板１４は、ヒートシンク２０を介してベース部材２に固定される。
なお、ベース部材２に予めヒートシンク２０を組み付けた後、このヒートシンク２０にモータ制御基板１４を組み付けるようにしてもよい。

ベース部材２に制御部４およびモータ３を組み付けた後、これら制御部４およびモータ３の上から基板カバー５を組み付ける。基板カバー５を組み付けるには、まず、基板カバー本体３５の開口部３５ａをベース部材２側に向け、基板カバー５に形成されているガイド溝４１，４３にヒートシンク２０のフランジ部２６ａ，２６ｂを挿入するように、基板カバー５をベース部材２側へと移動させる。

このとき、ヒートシンク２０のフランジ部２６ａ，２６ｂとガイド溝４１，４３とにより、ベース部材２の一面２ａの所定の位置（基板カバー取付位置）に、基板カバー５の外フランジ部３６がスムーズに案内される。
また、基板カバー５を組み付ける最中において、ヒートシンク２０のフランジ部２６ａ，２６ｂとガイド溝４１，４３とにより、ベース部材２に対する基板カバー５の移動が、基板カバー５の挿入方向（組付け方向）のみに規制される。このため、基板カバー５のコネクタカバー部３９に、モータ制御基板１４のコネクタ１６が片当たりすることなく、スムーズに挿入される。

なお、基板カバー５のモータカバー部３７には、モータ３のヨーク８が内嵌されるので、モータカバー部３７にヨーク８の一部が挿入された時点で、これらモータカバー部３７、およびヨーク８も、ベース部材２に対する基板カバー５の移動を規制するように機能する。このため、ベース部材２への基板カバー５の組み付け作業を、よりスムーズに行うことができる。以上により、制御部４および基板カバー５の組付け作業が完了する。

（効果）
このように、ヒートシンク２０に組み付けられているモータ制御基板１４は、ベース部材２に制御部４および基板カバー５を組付けた状態において、ヒートシンク２０のみに接触している。このため、例えば、ベース部材２や基板カバー５が、熱膨張または熱収縮することによって変形したり、外力によって変形したりした場合であっても、この変形による影響をモータ制御基板１４が受けてしまうことを抑制できる。また、ヒートシンク２０によって、モータ制御基板１４での発熱を効率よく放熱させることができる。よって、モータ３、減速機構６およびモータ制御基板１４を一体化して小型化を図りつつ、熱や外力の影響を受けにくいアクチュエータ１を提供できる。

また、ヒートシンク２０にフランジ部２６ａ，２６ｂを形成すると共に、基板カバー５にフランジ部２６ａ，２６ｂと係合するガイド溝４１，４３を形成した。このため、ベース部材２に基板カバー５を組み付ける際、フランジ部２６ａ，２６ｂとガイド溝４１，４３とにより、ベース部材２の一面２ａの所定の位置に、基板カバー５の外フランジ部３６をスムーズに案内することができる。よって、簡素な構造でベース部材２への基板カバー５の組み立て作業性を向上できる。

さらに、基板カバー５を組み付けた後も、ヒートシンク２０のフランジ部２６ａ，２６ｂと基板カバー５のガイド溝４１，４３は、係合したままの状態になるので、ヒートシンク２０の固定強度を高めることができ、ヒートシンク２０のガタツキを防止できる。このため、長期の使用期間にわたり、アクチュエータ１の信頼性を確保できる。
さらに、アクチュエータ１の取り付け姿勢は、制御部４の上側にモータ３が位置した姿勢になっている。ここで、モータ３から発せられた熱は上昇する。つまり、モータ３の取付位置よりも制御部４のモータ制御基板１４の取付位置を下側に設定することにより、モータ３で発生した熱がモータ制御基板１４側に移動するのを防止できる。これにより、モータ制御基板１４のモータ３による熱害を防止できる。

また、減速機構６を構成する各ギヤ部５１，５２，５３の各ギヤ軸５４，５７，６１の他端のうち、第１ギヤ軸５４の他端をベース部材２に回転自在に支持させ、第２ギヤ軸５７および第３ギヤ軸６１の他端を、それぞれベース部材２とは別体の軸受プレート９０に回転自在に支持させている。

ここで、例えば、ベース部材２を樹脂等で成形する場合、部材が大きくなるほど製作精度の高精度可が難しくなる。つまり、各ギヤ軸５４，５７，６１の他端を全てベース部材２に回転自在に支持させようとすると、この分、各ギヤ軸５４，５７，６１間の寸法精度を高めにくくなる。
しかしながら、各ギヤ軸５４，６７，６１のうち、第２ギヤ軸５７および第３ギヤ軸６１の他端をベース部材２よりも小型な軸受プレート９０に回転自在に支持させることにより、第２ギヤ軸５７と第３ギヤ軸６１との間の寸法精度を高精度に設定することができる。これに加え、第１ギヤ軸５４と第２ギヤ軸５７との間の寸法精度も高め易くなる。この結果、製造コストを低減できると共に、不良品の発生率を低減できる。

また、第２ギヤ部５２の位置は、第１ギヤ部５１の位置よりもベース部材２とは反対側にオフセットされた位置になっている。そして、軸受プレート９０の補軸受プレート９２は、この補軸受プレート９２とベース部材２の他面２ｂとの間に、第１大径ギヤ５６を介在可能なように形成されている。このため、第１ギヤ軸５４と第２ギヤ軸５７との間の距離を短く設定することができ、減速機構６を小型化できる。さらに、減速機構６を小型化できる分、各ギヤ部５１，５２，５３のレイアウト性を向上させることができる。

なお、本発明は上述の実施形態に限られるものではなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲において、上述の実施形態に種々の変更を加えたものを含む。
例えば、上述の実施形態では、アクチュエータ１をアクセルペダル装置１００に適用した場合について説明した。しかしながら、これに限られるものではなく、さまざまな装置にアクチュエータ１を適用することができる。

また、上述の実施形態では、減速機構６は、３つのギヤ部５１，５２，５３を備えている場合について説明した。しかしながら、ギヤ部の個数は、３つに限られるものではない。
さらに、３つのギヤ軸５４，５７，６１の他端のうち、第１ギヤ軸５４の他端をベース部材２に回転自在に支持させ、第２ギヤ軸５７および第３ギヤ軸６１の他端を、それぞれベース部材２とは別体の軸受プレート９０に回転自在に支持させた場合について説明した。しかしながら、これに限られるものではなく、少なくとも１つのギヤ軸（５４，５７，６１）の他端が、ベース部材２とは別体のもの（軸受プレート）に回転自在に支持されているように構成すればよい。

また、上述の実施形態では、ヒートシンク２０に２つのフランジ部２６ａ，２６ｂを形成すると共に、基板カバー５にフランジ部２６ａ，２６ｂと係合する２つのガイド溝４１，４３を形成した場合について説明した。しかしながら、これに限られるものではなく、ヒートシンク２０に少なくとも１つのフランジ部を形成すると共に、基板カバー５に、少なくとも１つのフランジ部に係合可能なガイド溝を形成すればよい。
少なくとも１つのフランジ部とガイド溝とが形成されていれば、これらフランジ部およびガイド溝と、モータカバー部３７とモータ３のヨーク８との嵌合構造とを併用し、ベース部材２に対する基板カバー５の位置決めを行うことが可能になる。

また、上述の実施形態では、第１ギヤ軸５４に、第１小径ギヤ５５が圧入固定され、第１ギヤ軸５４の両端が、カバー側第１軸受部７８とベース側第１軸受部８６とに回転自在に支持される構成について説明した。また、第２ギヤ軸５７に、第２小径ギヤ５２が圧入固定され、第２ギヤ軸５７の両端が、カバー側第２軸受部７９と軸受プレート９０とに回転自在に支持されている構成について説明した。しかしながら、これに限られるものではなく、カバー側第１軸受部７８に第１ギヤ軸５４を圧入固定し、第１ギヤ軸５４に第１小径ギヤ５５を回転自在に軸支させる構成としてもよい。また、カバー側第２軸受部７９に第２ギヤ軸５７を圧入固定し、第２ギヤ軸５７に第２小径ギヤ５２を回転自在に軸支させる構成としてもよい。これにより、ギヤカバー７に第１ギヤ軸５４と第２ギヤ軸５２とを圧入固定した後で、第１ギヤ部５１、第２ギヤ部５２を組み立てることができるため、組付け作業が容易となる。

１…アクチュエータ
２…ベース部材
２ａ…一面
２ｂ…他面
３…モータ
４…制御部
５…基板カバー
６…減速機構
７…ギヤカバー
１２…回転軸
１４…モータ制御基板
２０…ヒートシンク
２１…ヒートシンクベース部
２６ａ，２６ｂ…フランジ部
４１，４３…ガイド溝
５１…第１ギヤ部（ギヤ）
５２…第２ギヤ部（ギヤ）
５３…第３ギヤ部（ギヤ）
５４…第１ギヤ軸（ギヤ軸）
５７…第２ギヤ軸（ギヤ軸）
６１…第３ギヤ軸（ギヤ軸）
９０…軸受プレート
９１…軸受プレート本体
９２…補軸受プレート
１００…アクセルペダル装置
Ｌ１…離間距離

Claims (5)

1. モータと、
   前記モータの回転軸の回転数を減速させて出力する減速機構と、
   前記モータおよび前記減速機構が取り付けられるベース部材と、
   前記モータの駆動制御を行うモータ制御基板と、
   前記モータ制御基板での発熱を放熱するためのヒートシンクと、
   前記ベース部材に取り付けられ、少なくとも前記ヒートシンクおよび前記モータ制御基板を覆う基板カバーと、を備え、
   前記ベース部材に前記ヒートシンクを取り付け、
   前記ヒートシンクに前記モータ制御基板を取り付け、
   前記ヒートシンクにガイド部を形成する一方、前記基板カバーに、前記ガイド部に係合する被ガイド部を形成し、
   前記ガイド部と前記被ガイド部とが係合することによって、前記基板カバーが、前記ベース部材の基板カバー取付位置に案内されることを特徴とするアクチュエータ。
2. 前記ヒートシンクは、
   前記ベース部材の厚さ方向に沿って立設され前記モータ制御基板が取り付けられるヒートシンクベース部と、
   前記ヒートシンクベース部における前記厚さ方向と直交する幅方向両側のうち、少なくとも一方から延出するフランジ部と、を備え、
   前記フランジ部を前記ガイド部として構成し、
   前記基板カバーは、前記フランジ部が挿入されるガイド溝を備え、前記ガイド溝を前記被ガイド部として構成したことを特徴とする請求項１に記載のアクチュエータ。
3. 前記ベース部材には、前記モータが取り付けられている箇所よりも重力方向下側に前記ヒートシンクおよび前記モータ制御基板が配置されていることを特徴とする請求項１または請求項２に記載のアクチュエータ。
4. 前記ベース部材に取り付けられ、前記減速機構を覆うギヤカバーを備え、
   前記減速機構は、
   複数のギヤと、
   前記複数のギヤを支持する複数のギヤ軸と、により構成され、
   前記ベース部材の前記モータが配置されている面とは反対側の面に配置され、
   前記複数のギヤ軸の一端は、前記ギヤカバーに回転自在に支持され、
   前記複数のギヤ軸の他端のうち、少なくとも１つの前記ギヤ軸の他端は、前記ギヤカバーおよび前記ベース部材の何れかに設けられた軸受プレートに支持され、残りの前記ギヤ軸の他端は、前記ベース部材に回転自在に支持されていることを特徴とする請求項１〜請求項３の何れか１項に記載のアクチュエータ。
5. 前記軸受プレートは、
   前記ベース部材と当接した状態で取り付けられる軸受プレート本体と、
   前記軸受プレート本体の側面に設けられ、かつ前記ベース部材から離間した位置に設けられる補軸受プレートと、により構成されており、
   前記軸受プレート本体と、前記補軸受プレートとのそれぞれに、前記ギヤ軸の他端が回転自在に支持されており、
   前記ベース部材と前記補軸受プレートとの離間距離は、前記複数のギヤの少なくとも１つが、前記ベース部材と前記補軸受プレートとの間に介在可能な距離に設定されていることを特徴とする請求項４に記載のアクチュエータ。

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